ExerciceMaths approfondies, chapitre 9 — Matrices · Exercices de synthèse
Exercice 23 Vrai ou faux
Pour chaque affirmation, dire si elle est vraie ou fausse en justifiant la réponse.
1. Le produit matriciel n'est pas commutatif dès que .
2. Si , alors ou .
3. Les colonnes de la matrice d'une application linéaire sont les images des vecteurs de la base de départ.
4. Pour deux applications composables, .
5. Un endomorphisme est un automorphisme si et seulement si sa matrice est inversible.
6. Pour toutes matrices inversibles, .
7. Une opération élémentaire sur les lignes revient à multiplier la matrice à gauche par une matrice inversible.
8. Si, au cours du pivot, une ligne entière de la moitié gauche devient nulle, alors la matrice n'est pas inversible.
9. Multiplier une ligne par un scalaire quelconque est une opération élémentaire.
10. Pour toutes matrices de tailles compatibles, .
Corrigé
1. L'exemple du cours et l'exercice 1 donnent . Le produit ne devient commutatif que pour , où il se réduit à celui des scalaires.
2. L'exercice 2 exhibe deux matrices non nulles de produit nul : l'anneau possède des diviseurs de zéro.
3. C'est la définition même de la matrice d'une application linéaire, et la seule règle à mémoriser.
4. Le théorème 1 donne : l'application qui agit en premier a sa matrice à droite. L'exercice 10 le vérifie, et montre au passage que l'autre produit peut même ne pas être défini.
5. C'est la proposition 3, utilisée à l'exercice 15.
6. La proposition 2 donne , et l'exercice 14 fournit un contre-exemple explicite.
7. C'est la remarque qui suit la définition des opérations élémentaires, démontrée à l'exercice 16 : la matrice associée s'obtient en effectuant l'opération sur .
8. C'est la dernière phrase de la méthode du cours, illustrée par la matrice de l'exercice 17. L'algorithme décide de l'inversibilité en cours de route.
9. La définition exige . Sinon l'opération n'est pas réversible, comme le montre la question 4 de l'exercice 16.
10. C'est la proposition 4, démontrée à l'exercice 20.